Ученые создали аппарат, способный восстанавливать нервные соединения

Виктория Литовченко

Источник: online.ua

Похоже, что ученые совершили очередной увлекательный прорыв в сфере восстановления нервных окончаний. Исследователи из Университета Райса создали невероятно маленький материал, способный не только стимулировать активность нервов, но и объединять их. Это открытие может привести к созданию крошечных частиц, которые можно будет вводить в организм, что возможно заменит большие медицинские устройства.

Ученые создали аппарат, способный восстанавливать нервные соединения

Для достижения своей цели ученые использовали уникальный подход, который к удивлению чем-то напоминает сэндвич. Они взяли два слоя металлического вещества, известного как метглас, и поместили между ними специальный слой, называемый титанатом свинца циркония. Этот средний слой является так называемым пьезоэлектрическим материалом, то есть он производит электричество при нажатии или сдавливании. Не считая того, метглас изменяет свою форму под действием магнитного поля. При применении магнитных импульсов метглас изменяет свою форму, заставляя пьезоэлектрический слой производить электрический сигнал. Такое сочетание свойств называется магнитоэлектрическим.

Руководитель исследовательской группы Джошуа Чен сравнил цель исследования с созданием столь миниатюрного материала, что его попадание внутрь тела могло стимулировать работу мозга или нервов. Этот материал сможет улавливать магнитные поля тела и превращать их в электрические сигналы – так же, как это делает наша нервная система.

Если вы думаете: "А разве раньше ученые не рассматривали возможность использования магнитоэлектриков для нервов?", то вы правы. Вы будете правы. В 2021 году было проведено исследование, в котором изучали вопрос о том, как магнитоэлектрические устройства могут передавать сигналы беспроводной связью, потенциально заменяя поврежденные нервные клетки. Однако помехой стало то, что сигналы, посылающие эти материалы, обычно слишком быстры, чтобы наши нервы могли их понять.

Команда Райса нашла остроумное решение. Они добавили в магнитоэлектрическую пленку дополнительные слои, в частности такие вещества как платиновый оксид гафния и оксид цинка. Даже с этими добавками пленка оставалась поразительно тонкой – около 200 нанометров. Для сравнения: это гораздо тоньше, чем прядь человеческого волоса, ширина которого составляет около 90 000 нанометров.

Настоящим испытанием явилось изучение свойств этого материала на живых организмах. Поэтому его сначала опробовали на крысах. Результаты поразили авторов, поскольку материал смог активировать нервы крыс и даже восстановить поврежденный седалищный нерв. Кроме того, он работал примерно в 120 раз быстрее других аналогичных материалов.

Более того, его применение не ограничивается только лечением нервных заболеваний. Чен считает, что этот материал может помочь устранить разрывы в поврежденных нервах, восстанавливая быстрое прохождение электрических сигналов. Также принципы, использованные при создании этого материала, могут быть полезны и в других отраслях, например, при разработке современных датчиков и запоминающих устройств для электроники.

Хотя это изобретение и стоящие за ним технологии и похожие на футуристический фильм, это исследование дает надежду на более эффективные методы лечения в неврологии и не только.